机械设计课程设计报告

1、课题名称别业级名 系专班姓指导老师完成日期2018年 6 月 27 日v1.0 可编辑可修改机械设计课程设计一级圆柱齿轮减速器的设计计算 机械系 机械设计与制造 17机制 17701 班目录第一章 绪论第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目主要技术参数说明 传动系统工作条件1. .v1.0 可编辑可修改传动系统方案的选择第三章 减速器结构选择及相关性能参数计算减速器结构电动机选择传动比分配动力运动参数计算第四章 齿轮的设计计算 （ 包括小齿轮和大齿轮 ）齿轮材料和热处理的选择齿轮几何尺寸的设计计算 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 齿轮弯曲强度校核 齿轮几何尺寸的确定齿轮的结构设计第五章

2、轴的设计计算 （从动轴 ）轴的材料和热处理的选择轴几何尺寸的设计计算 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 轴的结构设计 轴的强度校核 第六章 轴承、键和联轴器的选择2. .v1.0 可编辑可修改轴承的选择及校核 键的选择计算及校核联轴器的选择第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算润滑的选择确定密封的选择确定减速器附件的选择确定箱体主要结构尺寸计算第八章 总结参考文献3. .v1.0 可编辑可修改第一章 绪 论本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算， 在设计计算中运用到 了机械设计基础、机械制图、工程力学、公差与互换性等多门课程 知识，并运用AUTOCAD软件进行

3、绘图， 因此是一个非常重要的综合实践环节 也是一次全面的、 规范的实践训练。 通过这次训练， 使我们在众多方面得到了 锻炼和培养。主要体现在如下几个方面：（1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和 其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能 力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。（2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了 一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科 学的工程设计能力和创新能力。（3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的 能力以及计算、绘图数据处

4、理、计算机辅助设计方面的能力。（4）加强了我们对 Office 软件中 Word功能的认识和运用。4. .v1.0 可编辑可修改第二章 课题题目及主要技术参数说明课题题目带式输送机传动系统中的减速器。要求传动系统中含有单级圆柱齿轮减速器及 V带传动。主要技术参数说明输送带的最大有效拉力 F=1150N，输送带的工作速度 V= m/s，输送机滚筒 直径 D=260 mm。传动系统工作条件带式输送机在常温下连续工作、单向运转；空载起动，工作载荷较 平稳；两班制（每班工作 8小时），要求减速器设计寿命为 8年，大修期为 3年，中批量生产；三相交流电源的电压为 380/220V。传动系统方案的选择图

5、1 带式输送机传动系统简图5. .v1.0 可编辑可修改计算及说明结果6.v1.0 可编辑可修改第三章 减速器结构选择及相关性能参数计 算减速器结构本减速器设计为水平剖分，封闭卧式结构。电动机选择（一）工作机的功率 PwPw =FV/1000=11501000=（二）总效率 总2总 = 带 齿轮 联轴器 滚筒 轴承= 0.96 0.98 0.99 0.96 0.9920.876（三）所需电动机功率 PdPd Pw / 总 1.84/0.876 2.100( KW )电动机查机械零件设计手册得 Ped = 3 kw选用：Y100L2-4电动机选用 Y112M-4 n 满 = 1420 r/min

6、传动比分配工作机的转速 n=601000v/ （ D）=601000 260)=mini总 n满 /n 1420 / 117.589 12.076(r /min)取 i带 3则i齿 i总 /i带 12.076/3 4.025动力运动参数计算i带 3（一）转速 ni 齿 =计算及说明结果7.v1.0 可编辑可修改n0 =n满 =1420(r/min )nI =n0 / i带 =n满 / i带 =1420/3= ( r/min ) nII =nI / i 齿 = ( r/min )nIII =nII =( r/min )(二) 功率 PP0 Pd 1.612(kw)P1 P0 带 2.100 0.

7、94 1.974(kw)P2 P1 齿轮 轴承 1.974 0.98 0.99 1.916(kw)P3 P2 联轴器 轴承 1.916 0.99 0.99 1.875(kw)(三)转矩 TT0 9550P0 /n0 9550 2.100/1420=(N m)T1 T0 带i带 14.126 0.96 3 40.684(N m)T2 T1 齿轮 轴承 i 齿 40.684 0.98 0.99 4.025= (N m)T3 T2 联轴器 轴承 i 齿带 158.872 0.99 0.99 1= (N m )结果计算及说明8. .将上述数据列表如下：轴号功率P/kWN /T/(N m)i014203

8、1231v1.0 可编辑可修改第四章 齿轮的设计计算齿轮材料和热处理的选择小齿轮选用 45 号钢，调质处理， HB236大齿轮选用 45 号钢，正火处理， HB190齿轮几何尺寸的设计计算按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸由机械零件设计手册查得H lim1 580MPa , H lim 2 530MPa ,S Hlim = 1F lim1215MPa , F lim 2200MPa , SF lim1n1 /n2 473.333/117.589 4.025由机械零件设计手册查得N1 = Z N2 = 1 Y N1 = YN2 =由 H1H lim1Z N1SH lim580 11580MPaH2

9、H lim 2Z N 2SH lim530 11530MPa结果计算及说明9. .v1.0 可编辑可修改F1F lim1YN1215 1.1 244MPaSF lim1F2F lim 2YN2200 1.1204MPaF2SF lim1 a（一）小齿轮的转矩 T IT1 9550P1 / n1 9550 1.974/473.377 42.379( N m)（二） 选载荷系数 K由原动机为电动机，工作机为带式输送机，载荷平稳，齿轮在两轴承间对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取 K（三）计算尺数比（四）选择齿宽系数 d根据齿轮为软齿轮在两轴承间为对称布置。查机械原理与机械零件教材中表得，取

10、d 1（五）计算小齿轮分度圆直径 d1d1计算及说明结果10.v1.0 可编辑可修改3KT I (u 1) 1.1 40.684 (4.025 1)d H 2 2 u =766 1 5302 4.025= ( mm)(六)确定齿轮模数 md1 44.7a 1 1 1 4.025 112.343 mm 22m = a = 取 m=2(七)确定齿轮的齿数 Z1 和 z2d1 44.714Z1 1 22.36 取 Z 1 = 24 m3Z1 = 24Z2 = 96Z2 Z1 4.025 24 96.6 取 Z 2 = 96八）实际齿数比Z2 96 40.006Z1 24齿数比相对误差 YF 2 /F

11、2 =204=计算大齿轮齿根弯曲应力为计算及说明结果12.v1.0 可编辑可修改2000KT1YF1 2000 101.741F1 2 2F1B2 m2Z 266 32 222.6340.952(MPa ) F1强度足够齿轮的弯曲强度足够齿轮几何尺寸的确定齿顶圆直径 da 由机械零件设计手册得*h a =1 c =da1 d1 2ha1 Z1 2ha m (24 2 1) 254(mm)da2 d2 2ha2 Z2 2ha m (96 2 1) 2196(mm)da1 =54mm齿距P = 2 =(mm)da2 =196mm齿根高hf h a c m2.5(mm)齿顶高ha h am 1 2

12、a2(mm)h=齿根圆直径 d fS=P=d f 1 d1 2h f 482 2.5 43( mm)hf =d f 2 d2 2h f 1922 2.5 187(mm)ha=2mm齿轮的结构设计df1 =43mm小齿轮采用齿轮轴结构，大齿轮采用锻造毛坯的腹板式结构大齿df2 =187mm轮的关尺寸计算如下：轴孔直径 d=50 ( mm)轮毂直径 D1=50=80(mm)轮毂长度 LB2 66(mm)轮缘厚度 0= (3 4)m = 6 8(mm) 取 0 =8轮缘内径 D2 =da2 -2h-2 0 =196-28计算及说明结果13.v1.0 可编辑可修改= 171(mm)取 D2 = 170

13、(mm)腹板厚度 c= B2 =48=取 c=15(mm)腹板中心孔直径 D 0 =( D1+D2 )=(170+80)=125(mm) 腹板孔直径 d 0 =(D2- D1)=(170-80)=(mm)取 d 0=20(mm)齿轮倒角 n= 2=1齿轮工作如图 2 所示：14. .v1.0 可编辑可修改计算及说明结果第五章 轴的设计计算轴的材料和热处理的选择由机械零件设计手册中的图表查得选 45 号钢，调质处理， HB217 255b =650MPa s =360MPa1 =280MPa轴几何尺寸的设计计算按照扭转强度初步设计轴的最小直径33从动轴 P2 =115 1.955 =n2117.

14、587D2=32mm考虑键槽 d2 =选取标准直径 d2 =32 mm轴的结构设计根据轴上零件的定位、装拆方便的需要，同时考虑到强度的原则，主动轴和从动轴均设计为阶梯轴。轴的强度校核从动轴的强度校核圆周力Ft = 2000T2 =2000192=d2径向力Fr = Ft tan= tan20 =由于为直齿轮，轴向力 Fa =0作从动轴受力简图：（如图 3 所示）15.v1.0 可编辑可修改16.RHBRHA垂直面弯矩合力弯矩Ft水平面弯矩从动轴受力简图v1.0 可编辑可修改计算及说明结果L=110mmRHA=RHB =Ft =(N)M HC =RHA = 110 1000=( Nm)RVA =

15、RVB = Fr = = (N m)M VC =RVA = 1101000=( Nm)转矩 T=(N m)校核MC= M HC2 MVC2 = 51.722 18.822 =(N m)M e= M CaT 2 = 55.042 0.6 158.872 2 =(N m) 由图表查得，1 b =55MPa33 10M e =10 118.42 =(mm)0.1 1 b 0.1* 55 考虑键槽 d= 45mm 则强度足够第六章 轴承、键和联轴器的选择轴承的选择及校核考虑轴受力较小且主要是径向力，故选用单列深沟球轴承主动轴承根据轴颈值查机械零件设计手册选择 6207 2 个从动轴( GB/T276-

16、1993)从动轴承 6209 2 个承 2个(GB/T276-1993)寿命计划：17. .v1.0 可编辑可修改计算及说明结果两轴承受纯径向载荷从动轴轴承寿命：深沟球轴承 6209，基本额定功负荷Cr=ft =1=3L = 106ftCrL10h=60n2P10625.6 1 1000 360 117.589 602.34预期寿命为： 8 年，两班制L=8 30016=38400L10h轴承寿命合格键的选择计算及校核一）从动轴外伸端 d=42，考虑键在轴中部安装故选键10 40GB/T10962003， b=16，L=50，h=10，选 45 号钢，其许用挤压力p =100MPa=Ft p

17、= h l hld4000TI =4000 158.872 = p= = p8 30 3240动轴伸端10则强度足够，合格二）与齿轮联接处 d=50mm，考虑键槽在轴中部安装，故同一方位母线上，选键 1452 GB/T10962003， b=10mm，L=45mm，h=8mm，选 45 号钢，其许用挤压应力 p=100MPaGB/109620034000TI=Ft p= h lhld4000 158.872 = p8 35 50齿轮P=F r = X=1 Y=0接处则强度足够，合格18.5214v1.0 可编辑可修改GB/T10962003计算及说明结果19.v1.0 可编辑可修改联轴器的选择

18、由于减速器载荷平稳，速度不高，无特殊要求，考虑拆 装方便及经济问题，选用弹性套柱联轴器K=KPII1.3 1.916TC =9550 II =9550=CnII117.589选用 TL8型弹性套住联轴器，公称尺寸转矩 Tn =250，TC T n 采用 Y型轴孔， A型键轴孔直径 d=3240，选 d=35，轴孔长度 L=82TL8型弹性套住联轴器有关参数选用 TL8型弹性套住联轴器型号公称 转矩 T/(N m)许用转速n/1 (r min轴孔 直径 d/mm轴孔 长度 L/mm外 径 D/m m材料轴孔类型键槽类型TL625033003582160HT200Y型A型20.v1.0 可编辑可修

19、改第七章 减速器润滑、密封及附件的选择确定 以及箱体主要结构尺寸的计算及装配图 润滑的选择确定润滑方式1. 齿轮 V= 12 m/s 应用喷油润滑， 但考虑成本及 需要，选用浸油润滑2. 轴承采用润滑脂润滑润滑油牌号及用量齿轮浸油润滑轴承脂润滑计算及说明结果21. .v1.0 可编辑可修改1. 齿轮润滑选用 150号机械油，最低最高油面距 1020mm，需油量为左右齿轮用150 号机械油2. 轴承润滑选用 2L3 型润滑脂，用油量为轴承间隙的 1/3 1/2 为宜轴承用 2L 3 型 润滑脂密封形式1. 箱座与箱盖凸缘接合面的密封选用在接合面涂密封漆或水玻璃的方法2. 观察孔和油孔等处接合面的

20、密封 在观察孔或螺塞与机体之间加石棉橡胶纸、垫片进行密封3. 轴承孔的密封 闷盖和透盖用作密封与之对应的轴承外部轴的外伸端与透盖的间隙，由于 V3（m/s），故选用半粗羊毛毡加 以密封4. 轴承靠近机体内壁处用挡油环加以密封，防止润滑油进入轴承内 部22. .v1.0 可编辑可修改减速器附件的选择确定列表说明如下：计算及说明结果23.v1.0 可编辑可修改名称功用数量材料规格螺栓安装端盖12Q235M616GB 5782 1986螺栓安装端盖24Q235M825GB 5782 1986销定位235A640GB 117 1986垫圈调整安装365Mn10GB 931987螺母安装3A3M10GB 6170 1986油标尺测量油面高度1组合件通气器透气1